Síntesis de Fosfatos de Calcio en Presencia de Surfactantes Iónicos, Fosfolípidos y Nanopartículas de Sílice Mesoporosa para Controlar la Mesoestructura de la Biocerámica

• Autores: Okan Mersinlioglu
• Directores de la Tesis: Blanca González Ortiz (dir. tes.), Antonio Jesús Salinas Sánchez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Vallet-Regí (presid.), José María González Calbet (secret.), Juan Bautista Carda Castelló (voc.), María Julia Araceli Buján Varela (voc.), Pedro Esbrit Argüelles (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
      • Materiales cerámicos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense (pdf)
• Resumen

  • El desarrollo de nuevos biomateriales con mesoestructura controlada posibilitará avances significativos en el tratamiento de defectos óseos y el cáncer. En este campo destacan los mesoporosos de sílice con numerosas posibles aplicaciones incluyendo la Nanomedicina. Sintetizar fosfatos de calcio, CaPs, similares puede producir materiales óptimos para ciertas aplicaciones. Sin embargo, los CaPs tienen un comportamiento químico muy diferente a la sílice y ello dificulta mucho ese objetivo. En esta tesis se investigan los materiales que se obtienen cuando se sintetizan CaPs en presencia de surfactantes iónicos, de fosfolípidos, PLs, y de nanoesferas mesoporosas de sílice, MSNSs, buscando obtener CaPs mesoestructurados.

    Tras la introducción, Capítulo I, en II se sintetizan CaPs en presencia de los surfactantes iónicos dodecil sulfato de sodio, SDS, dodecil benceno sulfonato de sodio, SDBS, bromuro de cetiltrimetil amonio, CTAB, monododecil fosfato, MAP, y el surfactante zwitteriónico, EMPIGEN BB, EPG. En III, en presencia de mezclas de PLs. En IV, se busca recubrir MSNSs con CaP por cosíntesis, inmersión de las MSNSs en un sol precursor de CaP y por impregnación con el sol antes y después de funcionalizarlas con moléculas con grupos fosfato. En V se precipita hidroxiapatita, HA, dopada con iones Eu sobre MSNPs. VI incluye las conclusiones y VII los materiales y métodos.

    Las principales conclusiones de II son que los surfactantes con S o P, como SDS, SDBS y MAP, producen híbridos lamelares conteniendo brushita, HA o monetita, pero no se obtienen materiales con mesoporosidad ordenada. Con SDBS se forma un híbrido con estructura lamelar discontinua que contiene HA poco cristalina. La adición de CTAB no produce variaciones respecto a los surfactantes puros. Los híbridos presentan dos tipos de partículas unas alargadas que son lamelares y otras extendidas que son inestables bajo el haz de electrones. Utilizar autoclave o reflujo lleva a monetita. EPG no induce mesoestructura en los CaPs pero se recomienda investigar otros surfactantes zwitteriónicos conteniendo sulfobetaína.

    En III se concluye que precipitar CaPs en suspensiones de PLs produce híbridos CaP PLs que contienen HA o brushita según las condiciones. El contenido de PLs en los híbridos es cercano a un cuarto y tras calcinarlos se obtiene HA densa. Se han detectado cuatro nanoestructuras en los híbridos que son bicapa lamelar de 4.2 nm, vesículas bicapa de 35 nm de diámetro y 4.7 nm de espesor de pared, micelas de 4.3 nm de diámetro y mesostructuras desordenadas tipo esponja con bicapas tubulares de 4.3 nm. Estos híbridos son buenos candidatos como plataformas de liberación de fármacos.

    En IV se concluye que mediante cosíntesis se obtiene mezcla de nanopartículas, NPs, de HA alargadas y MSNSs de tamaño polidisperso. Sin embargo, tras 3h de inmersión en un sol precursor de CaP, las MSNSs se convierten en elipsoides de composición Si, Ca, P y O y moderada respuesta bioactiva in vitro. Por su parte, tras mantener las MSNSs 30 min en el sol y varios lavados, lo que hemos denominado impregnación, numerosas NPs de HA recubren totalmente las MSNSs. Finalmente, las MSNSs se funcionalizaron con dietilfosfatoetil trietoxisilano, DEPETES, por cocondensación y postsíntesis y con 3trihidroxisililpropilmetilfosfonato, THSMP, por cocondensación, manteniéndose en todos los casos la mesoporosidad ordenada y el alta área superficial. Tras la impregnación, las MSNSs funcionalizadas con DEPETES se recubren parcialmente de una capa homogénea de HA formándose asimismo NPs de HA, mientras que las funcionalizadas con THSMP forman estructuras no porosas tipo núcleo y corteza.

    En V se concluye que la precipitación de HA dopada con Eu fluorescente, FHA, en presencia de MSNSs produce materiales compuestos FHA MSNSs que son fluorescentes al irradiarlos con luz UV, cuando hay suficiente cantidad de europio. La muestra con menor contenido en Eu formó una estructura núcleo corteza pero no fue fluorescente.